基于PLC的礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)探討

胡書華　邱宜天

摘 要：文章首先對(duì)PLC技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，然后分析礦井提升機(jī)對(duì)電控系統(tǒng)的要求，最后對(duì)基于PLC技術(shù)下的礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)進(jìn)行具體的分析。寄希望對(duì)我國礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)功能的增強(qiáng)和發(fā)揮提供一定的幫助。

關(guān)鍵詞：PLC；礦井提升機(jī)；電控系統(tǒng)；要求

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.23.125

1 PLC技術(shù)概述

PLC技術(shù)就是可編程控制器技術(shù)，是通過計(jì)算機(jī)微處理器為核心技術(shù)的計(jì)算機(jī)技術(shù)。PLC技術(shù)為了實(shí)現(xiàn)各種功能的控制，需要在運(yùn)行前進(jìn)行編程，然后存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)器上，通過對(duì)電子程序的相關(guān)操作來運(yùn)行編程的數(shù)據(jù)運(yùn)算和技術(shù)，從而完成客戶所要求的指令。在運(yùn)行過程中，通過數(shù)字鍵的外部輸入或者輸出，控制其他種類的機(jī)械和生產(chǎn)過程。

2 礦井提升機(jī)對(duì)電控系統(tǒng)的要求

礦井提升機(jī)在礦產(chǎn)生產(chǎn)中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，電控系統(tǒng)作為礦井提升機(jī)的動(dòng)力來源，其重要性不言而喻。因此，礦井提升機(jī)對(duì)于電控系統(tǒng)的要求也是多方面的，主要包括以下一些內(nèi)容[1]：

2.1 加速和減速需符合規(guī)定

礦井提升機(jī)的加速和減速過程都是由電控系統(tǒng)控制的，為了安全起見，電控系統(tǒng)的加速度和減速度需要滿足我國現(xiàn)行礦山安全生產(chǎn)規(guī)范，在實(shí)際控制中，礦井提升機(jī)不能超過限制范圍。

2.2 調(diào)速功能需方便靈活

礦井提升機(jī)運(yùn)行過程是比較復(fù)雜的，因此要求電控系統(tǒng)能夠方便靈活地對(duì)礦井提升機(jī)運(yùn)行的各個(gè)階段的速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而保證礦井提升機(jī)的各個(gè)階段能夠平穩(wěn)提升運(yùn)行。

2.3 需要具有過硬特性曲線

在礦井提升機(jī)運(yùn)行過程中，由于礦井情況復(fù)雜，每次提升過程中負(fù)載也會(huì)有所不同。為了適應(yīng)礦井提升機(jī)不同負(fù)載情況下平穩(wěn)運(yùn)行的需求，要求電控系統(tǒng)能夠維持速度的恒定，當(dāng)負(fù)載差異過大造成速度驟然降低時(shí)，為了保證提升機(jī)正常運(yùn)行，電控系統(tǒng)必須能夠立刻做出反應(yīng)，安全制動(dòng)停止移動(dòng)，從而保證提升機(jī)自身的安全性。

2.4 要有易于轉(zhuǎn)換的工作方式

在礦井提升機(jī)正常運(yùn)行生產(chǎn)過程中，需要用到多種工作方式。一個(gè)生產(chǎn)的完成可能需要各種工作方式之間進(jìn)行相互的轉(zhuǎn)換，如半自動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)為手動(dòng)狀態(tài)或者自動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)為半自動(dòng)狀態(tài)等等。

2.5 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械設(shè)備的操作越來越追求自動(dòng)化控制，這對(duì)于工作效率的提高是大大有利的。因此，對(duì)于礦井提升機(jī)來說，其電控系統(tǒng)也應(yīng)該具備自動(dòng)化控制的功能，另外還需具備相應(yīng)的聯(lián)鎖和安全保護(hù)功能，保證系統(tǒng)運(yùn)行的可靠安全與穩(wěn)定。

3 基于PLC的礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)分析

3.1 基于PLC的礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)的特點(diǎn)[2]

基于PLC的礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)基本上是能夠滿足上述的要求，通過可編程控制器能夠完成上述要求下的較為復(fù)雜的控制功能，甚至更多功能。因此PLC電控系統(tǒng)一般采用了較為先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，在程序的設(shè)計(jì)上雖然簡(jiǎn)單但卻靈活方便，能夠讓各項(xiàng)操作順利進(jìn)行。在保護(hù)措施方面，也擁有完整的措施系統(tǒng)，能夠有效抵抗干擾，因此具有高度的可靠性。這是目前PLC礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)的在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化進(jìn)程中的基本特點(diǎn)。

3.2 PLC下礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)具體分析

基于PLC的礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)由：信號(hào)系統(tǒng)、矢量變頻調(diào)速系統(tǒng)、上位機(jī)系統(tǒng)以及冗余PLC控制系統(tǒng)。下面對(duì)四個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹[3]。

（1）信號(hào)系統(tǒng)。信號(hào)系統(tǒng)是PLC電控系統(tǒng)中信號(hào)采集和主令控制的主要系統(tǒng)，采用的一般是分布式I/O ET200，在實(shí)際運(yùn)行中，通過通訊電纜的方式分別與冗余式現(xiàn)場(chǎng)總線和遠(yuǎn)程站進(jìn)行聯(lián)系，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信號(hào)系統(tǒng)對(duì)各個(gè)水平裝卸站的控制。

（2）矢量變頻調(diào)速系統(tǒng)。變頻調(diào)速系統(tǒng)是電控系統(tǒng)的核心基礎(chǔ)，借助該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制。而矢量變頻調(diào)速控制技術(shù)在傳統(tǒng)直流傳動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，具有更大的優(yōu)越性，更能適應(yīng)需求。表1是傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制與矢量變頻控制的性能與特點(diǎn)[4]的比較。

（3）上位機(jī)系統(tǒng)。上位機(jī)系統(tǒng)主要是負(fù)責(zé)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，具有故障自動(dòng)報(bào)警、數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄的功能。因此在該系統(tǒng)中需要裝載組態(tài)軟件并且以工控機(jī)為支撐。另外還可以通過WEB發(fā)布功能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的監(jiān)控。

（4）冗余PLC控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)也是PLC電控系統(tǒng)的核心部分，主要是主令控制設(shè)備的運(yùn)行，對(duì)礦井提升機(jī)形成的安全進(jìn)行保護(hù)，速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。利用冗余型PLC而非單一PLC控制系統(tǒng)能夠有效提高系統(tǒng)的可靠性，保證礦井在故障狀態(tài)下也能正常生產(chǎn)。

4 結(jié)束語

PLC技術(shù)主要是對(duì)數(shù)據(jù)采集、邏輯控制以及過程控制等項(xiàng)目進(jìn)行綜合控制，常見于工業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行中。基于PLC的礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)能夠高效率地完成礦井的實(shí)際工作，大大節(jié)約能源，保證設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性，這是值得推廣的。

參考文獻(xiàn)：

[1]王建慶.基于PLC的礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)分析[J].科技視界，2015（07）：232，264.

[2]楊海龍.基于PLC的礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)的研究[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2014（06）：16.

[3]郭春楠.采用PLC控制方式的礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)[J].信息通信，2013（01）：289-290.

[4]黃晉偉.PLC技術(shù)在我國礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].河南科技，2013（05）：110.endprint